Una storia di porte per ascensori

L'evoluzione di 75 anni della porta dell'ascensore ha caratterizzato vari design spesso guidati dalla necessità di una maggiore sicurezza.

La moderna porta dell'ascensore è il prodotto di circa 75 anni di invenzione e raffinatezza. Il sistema meccanico simile a un balletto delle porte delle cabine e dei vani, che si aprono e si chiudono come componenti perfettamente integrati, è diventato una caratteristica accettata - e attesa - del funzionamento degli ascensori. Le moderne porte degli ascensori forniscono anche un profondo senso di sicurezza per i passeggeri in attesa e che viaggiano sugli ascensori. Infatti, a meno che il sistema dell'ascensore non presenti in qualche modo il vano, come in un ascensore di osservazione, la maggior parte dei passeggeri è essenzialmente inconsapevole della sua presenza e dei pericoli intrinseci. Nella maggior parte degli ambienti, l'ascensore è una sorta di scatola magica, con porte scorrevoli che si aprono e si chiudono all'ingresso e si aprono e si chiudono all'uscita, con i passeggeri trasportati magicamente verso le loro destinazioni.

Lo sviluppo della moderna porta dell'ascensore è principalmente una storia del XX secolo. Mentre gli inventori e i membri dell'industria nel 20° secolo erano ugualmente preoccupati per la sicurezza, i loro progetti di porte riflettevano spesso la relativa infanzia dell'industria degli ascensori, così come, occasionalmente, l'immaginazione meccanica unica di questo periodo. I seguenti design delle porte derivano da un'indagine sui brevetti degli ascensori del 19° secolo, i design all'interno rappresentano un insieme diversificato di soluzioni.

La storia delle porte degli ascensori del XIX secolo comprende sia porte che cancelli, con questi ultimi tipicamente impiegati nelle fabbriche o in altri ambienti industriali. La maggior parte dei cancelli degli ascensori era normativa nella progettazione e nel funzionamento, con il cancello che operava lungo un percorso verticale (Figura 19). Tuttavia, alcune porte utilizzavano una soluzione più fantasiosa, come un progetto del 1 che funzionava come un braccio di passaggio a livello. Presentava una barra orizzontale che era appesantita a un'estremità e, quando la barra veniva sollevata, i picchetti verticali crollavano contro di essa, aprendo la strada alla piattaforma (Figura 1882). I cancelli degli ascensori sono stati progettati per impedire ai lavoratori di cadere dal vano o di entrare in contatto con piattaforme mobili o contrappesi. È importante notare che i cancelli a guardia dell'accesso al pozzo non avevano controparti sulla piattaforma dell'ascensore aperta. Sebbene questa assenza e l'apparente mancanza di preoccupazione per la sicurezza dei lavoratori che hanno accompagnato merci o materiali durante il viaggio possano essere attribuite all'impostazione utilitaria del montacarichi, anche le porte delle auto erano spesso assenti dagli ascensori per passeggeri.

Il "Dispositivo per l'azionamento delle porte degli ascensori" del 1884 di Cyrus W. Baldwin utilizzava una tipica porta incernierata per accedere al vano. Il progetto di Baldwin ha affrontato due problemi di sicurezza: garantire che la porta del vano non potesse essere aperta a meno che non fosse presente un'auto e garantire che l'auto non potesse muoversi mentre la porta era aperta. La prima preoccupazione è stata affrontata da una serratura della porta interna rilasciata solo quando l'auto era presente al pianerottolo. Quest'ultimo è stato affrontato da un dispositivo di bloccaggio collegato al controller a corda manuale. Quando l'auto si è fermata a un pianerottolo, l'apertura della porta del vano ha fatto sì che il morsetto facesse presa sulla fune a mano in modo tale che non potesse essere utilizzata. Il progetto di Baldwin era principalmente destinato all'uso in ambienti residenziali e, poiché queste impostazioni non impiegavano operatori di ascensori, ha fornito un mezzo per avviare e far funzionare l'auto da qualsiasi piano. Ciò è stato ottenuto da due funi a mano posizionate accanto alla porta dell'ascensore (Figura 3). Il buon funzionamento di questo sistema avrebbe richiesto che la porta fosse dotata di finestre per consentire all'utente di poter determinare quando fermare l'auto in avvicinamento.

Il progetto di Baldwin richiedeva all'utente dell'ascensore di aprire e chiudere la porta del vano. Il progetto del 1885 "Automatic Elevator-gate" di John G. Meisner cercava di eliminare questa azione da parte dell'operatore, che descrisse come "non solo fastidiosa, ma che richiedeva tempo e lavoro considerevoli". Meisner impiegò porte scorrevoli con albero che presentavano un rullo di attrito al centro della porta vicino al bordo interno. L'auto era dotata di una "guida scanalata" che impegnava il rullo della porta (Figura 4). Quando l'auto iniziava a passare davanti a una porta, il rullo entrava nella guida, provocando l'apertura della porta quando l'auto si fermava. Quando l'auto è partita, l'azione è stata invertita, con la porta che scorreva chiusa mentre l'auto lasciava il pianerottolo. Se l'operatore non voleva fermarsi a un determinato piano, tirava una catena nell'auto che spostava le leve situate nella parte superiore e inferiore della guida scanalata. Questa azione ha impedito al rullo della porta di entrare nella guida. Ogni porta era inoltre dotata di un chiavistello interno che si sbloccava quando un'auto innestava il rullo della porta. Sebbene il design di Meisner abbia sollevato l'operatore dal "fastidioso" lavoro di apertura e chiusura della porta del vano, il funzionamento automatico della porta mentre l'auto era ancora in movimento avrebbe potuto presentare seri potenziali problemi di sicurezza per i passeggeri.

Il progetto del 1889 di William E. Nickerson “Dispositivo per l'azionamento delle porte degli ascensori” non solo gravava sull'operatore dell'ascensore, ma raddoppiava la quantità di lavoro necessaria, poiché il suo progetto includeva anche le porte delle cabine. Come altri progetti, lo schema di Nickerson prevedeva un fermo interno della porta del pozzo che veniva rilasciato quando un'auto era presente a un pianerottolo. Tuttavia, includeva anche un sistema di interblocco che collegava la portiera della cabina con la porta del vano in modo tale che, quando l'operatore apriva la portiera della cabina, si apriva anche la porta del vano. Le porte sono state tenute aperte da un fermo situato nell'auto. Presentavano anche molle che spingevano automaticamente le porte in chiusura quando veniva rilasciato il fermo (Figura 5).

Nel 1892, Charles N. Judson brevettò un progetto che comprendeva anche le porte delle auto e dei vani. La logica alla base del suo lavoro è stata espressa come segue:

“È noto che i vani e le cabine degli ascensori sono una grande fonte di pericolo per il pubblico per il fatto che per negligenza o incuria dell'addetto o per costruzione difettosa, le porte o i cancelli di tali vani o auto sono lasciati aperti o possono aprirsi per l'azione della gravità mentre la cabina dell'ascensore è in movimento e lontano da un punto di atterraggio, e quindi, alle persone è permesso di cadere attraverso il pozzo e [essere] uccise o gravemente ferite”.

Alcune di queste critiche sembrano essere rivolte a progetti automatici come quello proposto da Meisner in cui le porte funzionavano mentre l'auto era in movimento. La soluzione di Judson era un sistema di funzionamento automatico collegato al controller a fune manuale, che apriva le porte solo dopo che l'auto si era fermata a un pianerottolo. Il funzionamento delle porte era alimentato da:

“. . . una pompa per vuoto collegata tramite una o più camere da vuoto e tubi con più cilindri, pistoni, bielle e leve, rispettivamente posizionati immediatamente adiacenti a ciascuna delle numerose porte per tutta la lunghezza dell'albero, in modo da chiudere qualsiasi porta nel vano o cabina che può essere aperta ogni volta che il dispositivo di controllo dell'ascensore viene manipolato per far salire o scendere l'ascensore”. (Figura 6)

Tuttavia, Judson non ha fornito una descrizione convincente di come ha proposto di sincronizzare il funzionamento delle porte della cabina e del pozzo, ed è dubbio che il suo sistema avrebbe una velocità operativa pari alle porte azionate manualmente. È interessante notare che Judson ha anche brevettato una versione del suo progetto che utilizzava motori elettrici e un sistema a pignone e cremagliera per aprire e chiudere il vano e le portiere della macchina (Figura 7).

L'ultimo sistema di porte esaminato è stato brevettato da Ephraim A. Haldeman nel 1896: "Dispositivo per porte di ascensori ad azionamento automatico". Haldeman ha caratterizzato il suo design come adatto per l'uso su "quella classe di ascensori utilizzati in uffici, appartamenti e altri edifici". Lo scopo della sua invenzione era "fornire un allegato per l'apertura e la chiusura automatica delle porte dell'ascensore". L'"accessorio" era una serie di leve che muovevano una porta scorrevole del vano ascensore. Il funzionamento del sistema è stato avviato dall'operatore dell'ascensore, a cui è stato richiesto di premere un pedale in cabina (Figura 8).

La complessità del sistema di Haldeman era tipica di molti progetti del XIX secolo. Sebbene questo complicato schema possa essere stato il risultato di un'eccessiva riflessione dell'inventore sulla soluzione meccanica a questo problema, la mancanza di componenti moderni - come motori elettrici affidabili su piccola scala - ha senza dubbio ostacolato il processo di progettazione. Un futuro articolo esaminerà l'impatto degli sviluppi nella progettazione dei motori elettrici sulla progettazione delle porte degli ascensori e sull'invenzione dei moderni sistemi di azionamento delle porte.